（毕业论文 字数：5887 页数：17）摘要：为了检验两年半大学基础专业课程知识的熟练掌握程度，电子信息工程学院于大三上学期末开设了电子专业基础课程设计。
本次的设计课题为“设计一电子节拍器，要求节拍器具有声光显示功能：设有2/4，3/4，4/4三档节拍转换开关，音响有强弱之分。节拍速度连续可调。”
在为期两周的时间里，通过作者与同组人的共同合作及在指导老师的帮助下，借助图书馆，互联网等各种信息平台收集资料，经过汇总，提炼，转变为自己的研究成果，并通过其独立动手制作调试，最终圆满完成课题。
在前期准备过程中，通过查找各种相关资料，经过综合分析，得出三套可行方案。但由于电路的复杂程度，驱动能力，库房可用元件等综合因素，并进行计算机仿真后，通过最终的综合考虑，确定了一套可行方案进行制作。
在进行制作时，由于缺乏这种独立设计制作电子产品的经验，花费了比较大的精力，出了一些错误，也走了比较多的弯路，但经过几天的焊接和调试，最终取得了成功。
通过这次课程设计，使作者明白了一般的电子产品的设计及制作过程，对专业基础课程的学习进行了巩固和加深，以及对所学课程的应用有了一个更深的理解，促进了对所学的专业的热爱。
关键字：脉冲信号,节拍,声光显示
目录
摘要••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
前言••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
第一章 电子节拍器的设计与分析•••••••••••••••••••••••••••••5
1-1设计要求••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
1-2系统组成••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
1-3电路设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
方案一••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
方案二••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
1-4方案比较••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
第二章 实验调试及测试结果分析•••••••••••••••••••••••••••••13
2-1 焊接•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
2-2 调试•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
2-3 测试结果与分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
结论••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
参考文献••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
附录一 电路总图••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18
附录二 元器件清单••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
第一章 电子节拍器的设计与分析
1-1 设计要求
〖基本要求〗
要求本节拍器具有声光显示功能：设有2/4，3/4，4/4三档节拍转换开关，音响有强弱之分。节拍速度连续可调。
1-2 系统组成
电子节拍器工作原理大致有以下几个环节：
1. 脉冲产生环节
2. 脉冲分配环节
3. 发声和光显示环节
脉冲产生环节产生脉冲信号，然后输入到脉冲分配环节，脉冲分配环节按照所规定节拍规律分配脉冲信号的输出，然后由喇叭发声产生节拍声音，发光二极管发出光显示。
1-3 电路设计
方案一
现有方案一电路图如图1-3-1
速度发生器
电路如图1-3-2。
非门IC2A 、IC2B 、RPl、C3 等组成多谐振荡器作为速度发生器。其振荡频率主要由 RPl、R3、C3 决定，调节RP1可以使拍子在每分钟3O至240次的范围内变化。非门选用CD4069。
速度发生器的输出脉冲一路送至ICl的时钟输入端CLK ，作为时钟信号。另一路经IC2C 反相后送至C4、R4组成的微分电路输出负向尖脉冲，并由IC2D 整形反相输出脉宽约O.1秒的脉冲信号作为音调发生器的门控信号，同时经IC2E反相后由发光二极管VD2 作节拍的发光指示。
音调发生器包括高音和低音两部分，IC3A 、IC3B、R7、C5 等组成高音发声器、输出频率约 l000Hz 。IC3C、IC3D 、R9、C6等组成低音发声器、输出频率约500Hz，其中高音作为重音拍子。两个音调发生器还受来自节拍控制器脉冲信号的控制，使它们交替工作、输出所需的节拍，压电片B作节拍输出的发声器。
节拍控制器
节拍控制器由ICl、VDl、S2、C2、R1等组成。其中ICl为十进制计数器／脉冲分配器CD4Ol7， 其十个输出端QO-Q9 只有一个输出高电平， 复位状态下QO输出高电平，在CLK 端输入第一个脉冲后Ql输出高电平，输入第二个脉冲后Q2输出高电平，以此类推。输入十个脉冲后电路又恢复到初始状态。如果把某个输出端通过二极管VD1接到复位端RST， 则当该输出端为高电平时电路即提前进入复位状态，我们正是利用这一特点把VD1通过开关S2接在不同的输出端上形成不同的节拍输出。C2、R1组成开机复位电路。
下面以3／4拍为例说明电路的工作原理：以Q0输出作为重音控制。在复位状态Q0输出高电平，与门IC3B 打开、高音发生器在IC2D 输出的闸门信号控制下发出一声重音；而此时Q0输出的高电平被IC2F 反相后输出低电平使与门IC3D 关闭， 低音发声器不工作。CLK 端输入第一个脉冲后QO输出低电平， 这时与门IC3B关闭、IC3D 打开， 高音发声器不工作、低音发声器发出一声弱音， 同样当输入第二个脉冲后也只有低音发声器工作发出一声弱音。输入第四个脉冲后Q3输出高电平、通过VDl又使IC1的RST 端为高电平，ICl迅速进入复位状态。如此周而复始，便可发出一强两弱的节拍声。
2／4、4／4 拍的工作原理可以此类推。
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